Integer Programming - 100 Academic Year

本課程是由 國立陽明交通大學運輸與物流管理學系 提供。

本錄影課程為復旦大學孫小玲教授應邀授課,授課內容與課程大綱稍有不同。 

 

Textbook:

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Instructor(s) Fudan University, invited lecture Prof. X. L Sun
Course Credits 
Academic Year 100 Academic Year
Level University and graduate students
Prior Knowledge 
Related Resources Course Video   Course Syllabus   Course Calendar  

WeekCourse ContentCourse VideoCourse Download
Week 01IntroductionWatch OnlineMP4 Download
Week 02Branch-and-Bound MethodWatch OnlineMP4 Download
Week 03Total Unimodularity and Network FlowsWatch OnlineMP4 Download
Week 04Dynamic ProgrammingWatch OnlineMP4 Download
Week 05Computational ComplexityWatch OnlineMP4 Download
Week 06Cutting Plane Methods and Strong Valid InequalitiesWatch OnlineMP4 Download
Week 07Lagrangian Relaxation and Duality TheoryWatch OnlineMP4 Download
Week 08Column GenerationWatch OnlineMP4 Download
Week 09Dantzig-Wolfe DecompositionWatch OnlineMP4 Download
Week 100-1 Quadratic Program and Lower BoundsWatch OnlineMP4 Download
Week 11SDP Relaxation and Randomized Methods for 0-1 Quadratic ProgramWatch OnlineMP4 Download

課程目標

整數規劃(Integer Programming)是數學規劃的重要分支之一,是離散最優化的基礎和重要組成分,整數規劃模型和算法在管理科學、經濟、金融工程、工業管理和其他領域有廣泛的應用。自從運籌學創始人之一 Dantzig與Fulkerson 和 Johnson等人在上世紀五十年代發表利用混合整數規劃方法求解旅行售貨員問題(TSP)的論文以來,經過五十多年的研究,整數規劃已發展成為最優化方法用於解決管理決策問題的成功典範之一,特別是基於分枝定界和各種鬆弛技術的算法已日趨成熟並開發為各種商業優化建模和算法軟體,由Bixby等人研發的混和線性整數規劃軟體CPLEX和相應的建模環境GAMS 和 AIMMS使混和線性整數規劃在學術界和工業界得到了廣泛的應用。

近年來,錐優化方法特別是半定規劃多項式時間算法的發展給為求解NP-難整數規劃問題提供了新的思路和方法,在二次0-1規劃和多項式規劃領域都取得了不少突破,整數規劃與錐優化方法的結合是近年來國際運籌學和最優化研究的熱點之一。

本課程旨在講授整數規劃的核心內容,以線性整數規劃的理論和算法為主,同時涵蓋一部分非線性整數規劃內容。本課程強調整數規劃問題建模與應用相結合,理論與算法相結合,經典理論和前沿研究問題相結合。

 

課程目標

用整數規劃建模和利用通用整數規劃軟體求解;

掌握整數規劃的基本算法思想和計算複雜性概念;

理解整數規劃高級算法的思想,經過進一步的學習能設計算法求解具有特殊結構的整數規劃問題。

 

課程章節

章節 章節內容
Module 1Introduction to Integer Programming
Modeling and application of integer programming
Branch-and-bound methods
Introduction and demo of integer programming software
Module 2Theory of Integer Programming
Computational complexity theory
Polyhedral theory and total unimodularity
Module 3Branch-and-bound framework and revisited
Integer programming problems and methods for graphs and network flows
Cutting-plane method
Dynamic programming
Module 4Advanced Algorithms
Lagrangian relaxation and decomposition
Bender decomposition and Dantzig-Wolfe decomposition
Column generation
Branch-and-cut method
Module 50-1 Quadratic Programming
Maximum-cut problem, SDP relaxation and randomized scheme
0-1 quadratic knapsack problem

 

課程書目

Xiaoling Sun, Duan Li, Integer Programming, Science Press, Beijing, 2010, 1st edition, (in Chinese)

本課程行事曆提供課程進度與考試資訊參考。

學期週次
上課日期
第一講1001101
第二講1001103
第三講1001108
第四講1001110
第五講1001111
第六講1001230
第七講1010103
第八講1010105
第九講1010106

 

本錄影課程為密集課程,授課內容與課程大綱稍有不同。